? 對于在蠕變溫度以上工作的化工容器，失效的判據(jù)與一般壓力 容器不同,，通?？紤]兩種失效形式： 

? 第一種是由于蠕變而產(chǎn)生過大的變形，導致部件的失效,， 對此,，應設定在設計壽命范圍的允許變形量； 

? 第二種是由于在恒應力作用下,，材料達到了蠕變斷裂壽命而開 裂,，對此應根據(jù)容器的設計壽命找出相應的持久強度值，并限 制工作應力小于持久強度,。

(一)高溫壓力容器的常規(guī)設計 

常規(guī)設計的思路是對重要部位的最大主應力加以限制,。在我國規(guī) 范中，針對上述兩種失效形式,，規(guī)定了高溫下許用應力的設定方法,。

? (1)變形準則 按照100,000h后應變不超過1％(0.01)的限制， 從蠕變數(shù)據(jù)中找到應變速率為：

時的應力,，稱之為材料的蠕變強度,，代號為s10-7。蠕變試驗數(shù) 據(jù)的溫度應與容器工作溫度相同,。

此時,，許用應力為：式中，安全系數(shù)nn ＝1.0,。

? (2)斷裂準則 按照100,000h的持久強度為基準,，保證材料在 工作lO5h后不發(fā)生斷裂。lO5h的持久強度取代號為s105,，則許用 應力為：

式中,，安全系數(shù)nD取為1.5～1.6。實際設計的許用應力取兩者 之小值,。

? 可以討論的是,，對壓力容器與管道而言，產(chǎn)生一點變形并無多 少妨礙,；再說,，l％的變形量似乎也限制得太嚴了一點。 

? 所以近年來的英國規(guī)范已取消了按變形準則設計,。在有些國家的規(guī) 范上尚未取消,，只是由于保留傳統(tǒng)做法而已,。 

? 世界各國已普遍認識到，對于高溫壓力容器,，真正危險的是蠕變斷裂,。

? 再一方面，105h的設計壽命對有些重要裝置來說又顯得不夠?，F(xiàn)代 的化工,、石油、動力等裝備趨向大型化,，尺寸越來越大,，設備成本 很高，要求使用壽命長,。 

? 不少國家的鍋爐行業(yè)已經(jīng)把設計壽命定為20年或2X105h,，核電站 趨向于更高。這一趨勢帶來的問題是蠕變數(shù)據(jù)缺少,，因為做蠕變與 持久試驗是很花錢很費時的,，而數(shù)據(jù)外推的方法的可靠性總還是要 一定數(shù)量的實時數(shù)據(jù)來驗證。 

? 蠕變數(shù)據(jù)的積累需要廣泛的國際合作,，這種合作已進行若干年了,。

(二)高溫壓力容器分析設計的思路 

? 美國規(guī)范ASMEⅧ—1是常規(guī)設計，它的范圍包含了高溫壓力容器 設計,，具體的處理就是在給定材料的許用應力時當工作溫度超過蠕 變溫度,，就以蠕變極限或持久強度為基準。 

? ASMEⅧ—2是分析設計,，它在適用范圍中明確規(guī)定不涉及有蠕變 的壓力容器,，在給定許用應力時也只限于在蠕變溫度以下。 

? ASMEⅢ與ASMEⅧ—2相同,，但是在實際應用時碰到了一個問題,， 即某些核反應堆是在蠕變溫度以上工作的。為此,，ASME在20世紀 70年代后期編寫了一份《規(guī)范案例N-47)),，作為高溫壓力容器分析 設計的依據(jù)，并期望在使用若干年后編人ASMEⅢ的正文,。 

? N-47同樣也適用于非核壓力容器,。在石油化工和煤化工行業(yè)中近代 的大型加氫反應器嚴格講也應屬于按分析設計的重大設備,，

? 對高溫壓力容器進行分析設計,，涉及許多理論和實際經(jīng)驗問題，也涉 及更周到的材料性能試驗問題,。這里僅提及一些重要的考慮因素：

(1)蠕變計算方法 必須考慮到容器部件總是處在多向應力狀態(tài)下,， 而蠕變的基礎數(shù)據(jù)是在單向拉伸下獲得的[ec=f(T,s,t)],。 

——如何選擇適當?shù)漠斄苛髯儜κ怪锌赡芾没A數(shù)據(jù)是一個應 力分析中首先要解決的問題。 

——其次,，實際構件中的多向應力又往往是沿厚度變化或不均勻分布 的,，隨著時間的進程，各點上的蠕變應變是不一樣的,，由此就引起了 “蠕變應力再分布”,。 

——簡言之，不僅要研究初始應力分布,，而且要分析應力歷史,。

(2)蠕變斷裂壽命估算 在多向應力下，如何利用單向拉伸的應力 -壽命數(shù)據(jù),，這是一個在科學研究中尚未解決的問題,，設計者須選 擇一種合理的假設。再者,，從上一段所述,，應當考慮應力歷史對壽 命的影響，亦即采用一種合適的累積壽命規(guī)律,。

(3)蠕變與疲勞交互作用 當高溫壓力容器要求作疲勞設計時,，必 須考慮蠕變與疲勞的交互作用。這種作用對不同的材料是不同的,， 而且與應力水平,、應力幅、應變速率等因素都有關系,。這時需要有 足夠的實驗數(shù)據(jù),，并且考慮到單向拉壓試件與實際結構的多向應力 狀態(tài)之間如何聯(lián)系起來。

(4)松弛問題 對高溫容器的螺栓連接,，要作松弛分析,。在初安裝 時，應力和應變量是一定的,，而這應變是彈性應變,。在工作時，總 應變量保持不變,，由于蠕變的關系,，蠕變應變一步步取代彈性應變， 這樣螺栓中的應力就會下降,。應采取措施使密封處保持不漏,，或者 估算出定期再上緊螺栓的時間間隔。 

以上簡要地提了一些應考慮的項目,，真正要進行按分析設計需要相 當深入的專題學習和研究,。